Giải SGK Vật lí 10 Cánh diều Bài 2: Một số lực thường gặp

Mở đầu SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 48): Ở phần trước, ta đã biết gia tốc mà vật có được là do có lực tác dụng lên vật. Khi biết vật đang chịu tác dụng bởi những lực nào, chúng ta có thể dự đoán vật sẽ chuyển động ra sao. Như vậy, điều quan trọng là xác định được các lực tác dụng lên một vật. Hãy lấy ví dụ về vật chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực.

Trả lời:

Ví dụ về vật chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực:

+ Đẩy xe hàng đi về phía trước

+ Kéo vật trên ròng rọc

I. Vật chuyển động dưới tác dụng của các lực cân bằng và không cân bằng

Câu hỏi 1 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 48): Quan sát hình 2.1 và cho biết người nào tác dụng lực đẩy, người nào tác dụng lực kéo lên cái tủ?

Hãy biểu diễn lực tác dụng của mỗi người lên tủ.

Trả lời:

Dựa vào hình vẽ có thể thấy người A đang kéo chiếc tủ, người B đang đẩy chiếc tủ.

Vậy người A tác dụng dụng lực kéo (mũi tên xanh), người B tác dụng lực đẩy (mũi tên đỏ) lên chiếc tủ.

Câu hỏi 2 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 49): Xác định hướng và độ lớn của hợp lực tác dụng lên ô tô trong các trường hợp dưới đây và trạng thái chuyển động của ô tô.

Trả lời: 

Trong cả ba hình, hướng chuyển động của ô tô là: phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải.

a) Lực phát động là 400 N, lực cản là 300 N

=> Hợp lực F = 400 - 300= 100 N > 0 mà F= m.a nên a > 0

=> Trạng thái chuyển động của ô tô là ô tô tăng tốc

b) Lực phát động = Lực cản = 300 N.

=> Hợp lực F = 300-300= 0 N nên a=0

=> Ô tô chuyển động thẳng đều

c) Lực phát động = 200 N, lực cản = 300 N

=> Hợp lực F = 200 - 300= -100 N nên a < 0

=> Ô tô đang giảm tốc độ

II. Một số lực thường gặp

1. Trọng lực

Câu hỏi 3 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 50): Biểu diễn trọng lực tác dụng lên quả táo (G là trọng tâm).

Trả lời:

Trọng lực có:

+ Điểm đặt tại trọng tâm của vật (quả táo).

+ Phương thẳng đứng.

+ Chiều từ trên xuống dưới.

+ Độ lớn phụ thuộc vào khối lượng của vật.

Vận dụng 1 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 50): Để xác định trọng tâm của một vật phẳng, ta có thể thực hiện như sau: Treo vật ở đầu một sợi dây mềm, mảnh nối với điểm P của vật. Đưa dây dọi tới sát dây treo vật, dùng dây dọi để làm chuẩn, đánh dấu đường thẳng đứng PP’ kéo dài của dây treo trên vật.

Treo vật ở điểm Q và lặp lại quá trình như trên, đánh dấu được đường thẳng đứng QQ’. Giao điểm G của PP’ và QQ’ là trọng tâm của vật phẳng.

Hãy xác định trọng tâm của mỗi vật phẳng trong hình 2.5

Lời giải:

Thực hiện các thao tác giống như hướng dẫn ta được:

+ Trọng tâm của vật phẳng hình chữ nhật là giao điểm của 2 đường chéo của vật hình chữ nhật và nằm trên vật.

+ Trọng tâm của vật phẳng hình vành khăn là tâm của hình tròn và nằm ngoài vật.

+ Trọng tâm của vật phẳng hình tam giác cân là giao điểm của 2 đường trung tuyến và nằm trên vật.

Câu hỏi 4 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 51): Tính độ lớn trọng lực tác dụng lên bạn

Trả lời:

Ví dụ, cân nặng của bạn là 45 kg

Trọng lực tác dụng lên bạn là: P = m. g = 45 . 10 = 450 (N).

Câu hỏi 5 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 51): Từ bảng 2.1, xác định gia tốc rơi tự do ở vị trí thực hiện phép đo. Lấy kết quả đến 3 chữ số có nghĩa

Trả lời:

Quả cân 1: $g_{1}=\frac{P_{1}}{m_{1}}=\frac{0,49}{0,05}=9,8(m/s^{2})$

Quả cân 2: $g_{2}=\frac{P_{2}}{m_{2}}=\frac{0,98}{0,1}=9,8(m/s^{2})$

Quả cân 3: $g_{3}=\frac{P_{3}}{m_{3}}=\frac{1,47}{0,15}=9,8(m/s^{2})$

Quả cân 4: $g_{4}=\frac{P_{4}}{m_{4}}=\frac{1,96}{0,2}=9,8(m/s^{2})$

Quả cân 5: $g_{5}=\frac{P_{5}}{m_{5}}=\frac{2,45}{0,25}=9,8(m/s^{2})$

=> Vậy gia tốc rơi tự do ở vị trí thực hiện phép đo là 9,80 m/s2

2. Lực ma sát

Vận dụng 2 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 52): Xác định số chỉ của lực kế khi đo trọng lượng của các quả cân trong bảng 2.1 khi chúng được đưa lên bề mặt Mặt Trăng. Lấy gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng là 1,6 m/s²

Lời giải:

Khi đưa các quả cân lên bề mặt Mặt Trăng, khi đó trọng lượng tương ứng sẽ được tính theo công thức: P_n'= mn.g_MT

Trong đó:

+ P’n là trọng lượng tương ứng với số quả cân.

+ mn là khối lượng tương ứng với số quả cân.

+ g_MT = 1,6 m/s².

Thay số vào ta được kết quả như bảng sau:

Câu hỏi 6 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 53): Ma sát có lợi hay có hại tùy thuộc vào tình huống và quan điểm. Theo bạn, lực ma sát có lợi hay gây hại trong các trường hợp sau đây:

- Trục bánh xe chuyển động

- Viết bảng

- Ô tô phanh gấp

Nêu biện pháp làm tăng hoặc làm giảm ma sát trong mỗi trường hợp trên.

Trả lời:

- Sử dụng tấm vải hoặc túi nilong, khâu chụm các góc lại để được hình như cái dù.

- Đặt quả trứng vào hộp nhỏ

- Tiến hành thả

- Các nội dung báo cáo làm theo các câu hỏi nhỏ trên.

Câu hỏi 7 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 2 (trang 55): Hãy giải thích vì sao ở vùng nước ngập ngang người thì bơi sẽ đỡ tốn sức hơn lội

Trả lời:

- Người ở vùng nước ngập ngang có độ sâu lớn hơn so với người chìm trong nước nên lực đẩy Ác-si-mét của người ở vùng nước ngập ngang lớn hơn người chìm trong nước. Vì vậy người ở vùng nước ngập ngang bơi sẽ đỡ tốn sức hơn người bơi lội.